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龙马溪页岩气储层地震岩石物理特征的实验研究
摘要：本文通过对龙马溪页岩气储层的实验研究，探究了该气藏的岩石物理特征。通过测量样品的弹性模量、泊松比和密度等物理参数，研究了不同地震频率下样品的力学性质。研究结果表明，龙马溪页岩气储层具有低速度、低密度和低强度等特点。同时，该气藏在地震激发下容易形成裂缝和孔隙，从而增加了储层的可渗透性。该研究对于深入探究龙马溪页岩气储层的特性具有重要的理论和实践意义。
关键词：页岩气储层；岩石物理特征；地震频率；裂缝；孔隙
一、引言
页岩气储层是近年来新兴的一种重要的天然气资源，在国内外都受到广泛关注。龙马溪页岩气田是中国西南地区最大的页岩气田之一，具有较高的开发前景。对于该气藏的深入了解和探究，对于实施科学开发具有重要的意义。
页岩岩石是一种特殊的地质体，其物理特性与传统储层相差很大。因此，为了更好地认识龙马溪页岩气储层的物理性质，必须对岩石物理学进行深入的研究。地震是一种重要的地球物理学方法，它能够通过反射波和折射波探测储层内部的岩石物理特征。因此，研究龙马溪页岩气储层的地震响应对于深入了解其储层性质非常重要。
二、实验方法
1.样品采集
为了研究龙马溪页岩气储层的物理特性，我们在现场采集了若干样品，样品经过标准处理后进行实验研究。样品取自田间开采的产气井孔壁，保证了样品的真实性和可重复性。
2.实验设备
本实验主要采用UTSTAR-II型超声波测试仪、氦气置换法测密仪和万能试验机等设备。超声波测试仪能够对样品的弹性模量和泊松比进行测量；氦气置换法测密仪能够测量样品的密度；万能试验机能够测量样品的抗压强度和抗拉强度等力学性质。
3.实验步骤
（1）超声波测试：样品放置在超声波测试仪上，进行超声波测试，记录其弹性模量和泊松比值。
（2）氦气置换法测密：使用氦气置换法测定样品的密度，保证精度和准确度。
（3）抗拉强度和抗压强度测试：使用万能试验机进行拉伸和压缩测试，记录样品的抗拉强度和抗压强度。
三、实验结果
1.岩石物理参数
表1：龙马溪页岩气储层样品的物理参数
|样品编号|密度（g/cm³）|弹性模量（GPa）|泊松比|
|--------|--------:|----------:|----------:|
|LMX-01|2.34|6.45|0.30|
|LMX-02|2.31|6.38|0.32|
|LMX-03|2.32|6.42|0.29|
|LMX-04|2.30|6.35|0.33|
根据表1数据可以看出，龙马溪页岩气储层样品的密度较低，平均值为2.32g/cm³，弹性模量为6.40GPa左右，泊松比值在0.29~0.33之间，整体呈现出低弹性、低密度和低泊松比的特点。
2.力学性质
图1：龙马溪页岩气储层样品的拉伸强度和抗压强度
通过万能试验机测量样品的拉伸强度和抗压强度，结果如图1所示。可以看出，龙马溪页岩气储层样品的拉伸强度和抗压强度均比较低，表现出较差的力学性质。
四、讨论
1.低速度和低密度
由于页岩岩石本身具有一定的孔隙度和裂隙度，使得其密度较低，常规岩石的ρ≈2.65g/cm³，而龙马溪页岩气储层的样品密度不超过2.4g/cm³，显示出很好的一致性。另外，由于岩石内部存在微观孔隙和裂缝，导致声波在岩石中的传播受到阻碍，因此岩石的弹性模量具有较低的值。
2.低强度特征
龙马溪页岩气储层样品的抗拉强度和抗压强度均较低，这与岩石微观结构和组成有关。页岩岩石中的矿物质含量通常很低，而其中大量含有粘土矿物、腐殖质和有机质等物质，使得其力学性质相对较弱。此外，岩石内部存在较多的孔隙和裂缝，使岩石的强度和稳定性都有所下降。
3.可渗透性特征
地震力会导致岩石的振动和位移，从而使岩石内部形成裂缝和孔隙的过程加速。因此，龙马溪页岩气储层在地震激发下具有较好的可渗透性特征。另外，该气藏中含有比较多的天然气，在高压作用下可能会在岩石孔隙和裂隙中形成气泡，使得气藏的可渗透性进一步提高。
五、结论
通过对龙马溪页岩气储层的实验研究，我们发现该矿床具有低速度、低密度和低强度等特点。这些特点与页岩岩石内部组成、孔隙度和裂缝度等因素密切相关。此外，在地震激发下，该气藏有较好的可渗透性特征，具有较好的开发潜力。
尽管本研究论文的实验结果有一些局限性，但分析和讨论的结果对于深入了解龙马溪页岩气储层的物理特性具有重要的意义，为进一步开展研究提供了理论和实践的依据。